流体联接器 |
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| 申请号 | CN200680026142.9 | 申请日 | 2006-07-17 | 公开(公告)号 | CN101222883A | 公开(公告)日 | 2008-07-16 |
| 申请人 | 吉莱特公司; | 发明人 | A·T·琴韦奴; T·A·克里斯特曼; J·C·贝利; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供用于多种装置的 流体 联接器，所述装置包括具有两个或多个可分离部分的流动通道。本发明还提供包含此类联接器的装置，例如此类装置包括：第一可分离部分和第二可分离部分；位于第一部分内的 导管 ，所述导管限定第一部分和第二部分之间流体流动的流动通道并具有开口末端； 阀 门 ，所述阀门位于第一部分内并包括可 变形 的构件，所述可变形的构件被成形为 覆盖 所述末端，从而在第一部分与第二部分分离时将第一部分密封；以及从第二部分延伸的构件，所述从第二部分延伸的构件被成形为能在第一部分与第二部分连接时使可变形的构件挠曲，以暴露所述末端。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种装置，所述装置包括： 包括第一导管的可置换的牙刷头部； 包括第二导管的牙刷柄部； 所述第一导管与第二导管可分离地配合； 所述第一导管包括可变形的弹性体的部分； 所述第一导管和第二导管在配合时限定头部和柄部之间的液体流动通道；和 所述第一导管的弹性体的部分被定向成在头部与柄部分离时防止液体从头部流出。 |
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| 说明书全文 | 流体联接器技术领域本发明涉及流体联接器。发明背景许多装置包括具有多个可分离部分的流动通道。例如，分配流体 的小型器具通常包括可分离的外壳部分，例如一次性部分和永久部分，i接触的;它组件的^另一个部分。通-常，重要的^是在组^:l分离时 防止从一个或两个组件流动。例如，在分配洁齿剂的电动牙刷中，如2004年6月3日提交的共同未决的美国申请10/861,285中所述，在 可移除的或可置换的牙刷头部被移除时，洁齿剂从牙刷柄部流出是不 可取的。发明概述一个方面，本发明的特征为一种包括第一可分离部分和第二可分 离部分的装置。在第一部分内的导管限定第一部分和第二部分之间流 体流动的流动通道，所述导管具有开口末端。在第一部分内的阀门包 括可变形的构件，可变形的构件被成形为覆盖所述末端，从而当第一 部分与第二部分分离时密封第一部分。从第二部分延伸的构件被成形为能在第一部分与第二部分连接时使可变形的构件挠曲，以暴露所述 末端。一些实施方案可包括一个或多个以下特征。所述装置可被成形为 使流体从第二部分沿着流动通道流到第一部分，或者作为另外一种选 择，使流体从第一部分流到第二部分。所述装置还可包括位于第二部 分之内的阀门，例如包括弹簧支承阀元件的阀门，所述阀门被构造成在第一部分与第二部分分离时防止流体从第二部分流动。第二部分之 内的阀门可通过阀元件和导管末端之间的接触而被打开。可变形的构 件可包括具有狭缝的弹性体的遮盖件，所述狭缝被定位成在可变形的 构件挠曲时打开，从而使导管的末端暴露。弹性体的遮盖件可以为例 如可收缩波紋管型密封件。导管可包括终止于所述末端的大体上刚性 的杆部分。从第二部分延伸的构件可包括边缘构件，所述边缘构件被 成形为密封性地接合杆部分的外壁。可变形的构件可包括面密封件， 所述面密封件被成形为密封性地接合从第二部分延伸的构件的表面。 可变形的构件可被成形为在可变形的构件挠曲时进入从第二部分延伸 的构件的区域，例如，可变形的构件紧靠密封的凹槽。杆可被成形为 在可变形的构件挠曲时延伸通过可变形的构件中的开口。有利的是，在优选的实施方案中，单一组件（例如可变形的构件） 在第一部分与第二部分分离时密封第一部分的流体通道，并且在它们 连接时密封第一部分和第二部分。本发明的一个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。 通过阅读说明书、附图以及权利要求书，本发明的其它特征、目的和 优点将变得显而易见。附图概述图1为根据一个实施方案的流体联接器的切开透视图，所述装置 的两个部分包含分开的流体联接器。图2类似于图1，但为部分截面正视图，并且显示两个接合的 部分。图3A-3C为四对称横截面的图解视图，其显示可变形的构件在 两个部分接合期间挠曲。图3D为完全挠曲可变形的构件的放大视 图。图4为图1和2中所示杆的放大透视图。图5为图1和2中所示波紋管型密封件的放大透视图。图5A 为沿着图5中的线A-A截取的密封件的横截面图。图6为口腔护理装置的图解透视图，其中一部分外壳移除。图 6A为从外壳延伸的流体联接器的放大视图。图7为依照一个可供选择的实施方案的流体联接器的横截面图。 不同附图中类似的附图标号指示类似的元件。发明详述参见图1，流体联接器10包括第一外壳部分12和第二外壳部 分14。第一外壳部分和第二外壳部分被成形为分别连接到一种装置 (未示出）的第一部分和第二部分上或分别从其延伸。所述装置包括 流动通道，所述通道用于将流体从一个部分递送到另一个部分，例如 从装置柄部内的贮存器递送到从另 一个部分延伸的头部（例如电动牙 刷的头部）的出口。流体联接器的每个外壳部分由阀门密封，以在两个外壳部分分离 时最小化流体渗漏或干涸或者不发生流体渗漏或干涸。两个外壳部分 接合既能使两个阀门打开从而允许发生流动又能在联接器区域在流动 通道周围密封。图1显示外壳部分位于分离位置，图2显示位于接 合位置。在以下讨论中详细描述阀门。第一部分12包括限定流体流动通道的杆构件16。杆构件16 包括杆22，所述杆22具有流体能够流动通过的开口 28。 一般来讲， 通过流体联接器的流动通道是从第二外壳部分14朝向第一外壳部分 12 (箭头A),因此流体通过开口 28流入杆。在杆22的端部提供 十字形构件29 (图4)。十字形构件29接合第二部分中阀门的提升 阀44,这将在下文详细讨论。当第一部分和第二部分未连接时，围绕杆22的波紋管型密封件 30防止流体从第一部分12回流。图5中详示的波紋管型密封件为 在其上端具有狭缝32的柔韧弹性体构件。狭缝正常大体闭合，以防 止杆中或围绕杆的区域中的流体流出第一部分12。在将第一部分和第二部分压到一起时，如图2所示，从第二部分 14延伸的挠曲构件34向下压在波紋管型密封件30的表面36上。此压力使波紋管型密封件挠曲，如图3A-3C所示，从而迫使狭 缝32打开，并且迫使波紋管型密封件向下围绕杆22密封。应选择 狭缝的长度，以便允许波紋管型密封件的这种活动。确定狭缝长度的 考虑因素在下文详细讨论。同时，正常由弹簧46偏压于锥形表面40的提升阀44通过与 十字形构件29接合被回推入第二部分14。提升阀44的这种移动 打开提升阀和锥形壁之间的流动通道，从而通过杆22的开口 28(箭 头B，图2)。十字形构件29被成形为使提升阀与杆22的周围边 缘隔开，从而提供流体流动的空间。有数种不同方式可防止流入周围区域或流出流体联接器（即，不 通过所指的流动通道）。首先，在波紋管型密封件30的上表面36上 提供面密封件50，即圆周脊。此面密封件将密封性地接合相对的挠曲 构件34的表面52。有利的是，第一部分与第二部分接触会立刻形成 此密封，如图1所示。因此，在阀门打开前产生密封，因此最大程度 地降低了从流体联接器渗漏的可能性。其次，波紋管型密封件30的一部分收缩进入由凹表面42限定 的区域，如图2、 3C和3D所示。在此收缩状态下，波紋管型密封 件在形成的圆周切成圆角的边缘58与挠曲构件34形成有效密封， 在此面52接触凹表面42。此外，另外可能渗入由凹表面42形成 的腔体的很多体积被收缩密封30占据，即防止在第一部分和第二部 分分离时渗漏，也使可能干涸并且潜在污染流体联接器的产物的量减 少到最低程度。最后，杆22包括大致截头锥形外壁，该外壁与锥形表面40和 挠曲构件34的凹表面42之间限定的区域38形成鲁尔（Luer)型 密封。在一些情况下，此最终密封可能不可取，因为它是一种可能需 要严格制造公差的压挤配合件。在两个部分联接在一起时形成所有三种密封。由于上述第一密封 机构和第二密封机构在连接或脱离期间没有可能发生渗漏的时间，两 个部分也没有机会在不发生密封的情况下接合。波紋管型密封件的内壁和杆的外表面之间的很多体积在第一部分 和第二部分接合时收缩。因此，当第一部分和第二部分分开并且波紋管型密封件返回到其正常、未压缩状态时，在波紋管容量增加时产生 小真空。此真空趋于将流体抽入波紋管型密封件和杆之间的区域，从 而最小化在脱离期间流体可能渗漏或溢出的量。如上所讨论，波紋管型密封件由弹性体形成。适合的弹性体包括但不限于腈(NBR)、 丁基(IIR)、苯乙烯-丁二烯(SBR)、聚氨酯(AU/EU)、 聚丙烯酸酯/丙烯酸(ACM/AEM/ANM)、聚异戊二烯(NR、 IR)、氯丁 二烯(CR)、硅氧烷(PVMQ、 MQ、 VMQ)、氟代硅氧烷(FVMQ)、氟碳 (FKM)、乙烯丙烯(EPDM)、环氧氯丙烷(CO/ECO)、氢化的腈(HNBR)、 热固性橡胶、热塑性弹性体、以及它们的混合物和共聚物。弹性体可 以为液体硅橡胶或液体氟硅橡胶。弹性体一般应与使用时接触的流体 相容并且具有对它的抵抗力。如果在电动牙刷或其它口腔护理装置中 使用流体联接器，弹性体应对洁齿剂或装置使用的其它口腔护理产品 具有耐化学性。在第一部分与第二部分分离时，弹性体还应对上述压 缩具有足够弹性，然后返回到其正常位置。在分离过程中，波紋管36 的上表面和（和面密封件50)与挠曲构件的配合表面52保持接触。 适合的狭缝长度将部分地由波紋管型密封件所用的材料决定。在 一些应用中，例如在其中密封与牙青接触的应用中，弹性体的耐化学 性非常关键。通常，具有良好耐化学性的弹性体具有较小弹性，因此 如果将其长期拉伸到杆周围，波紋管型密封件就可能显示永久性变形。 这些材料的一些实例包括硅氧烷、氟碳、NBR。在此情况下，重要的 是弹性体不应过度拉伸，因此确定狭缝长度的适合公式为：狭缝长度> %x杆周长（周长=px杆直径）杆周长近似在开口端测量。对于其中能够使用具有较高弹性的弹 性体的应用，如果需要，可使弹性体紧密拉伸到杆周围，并且自身形 成对杆的密封。适于高度变形的材料之一为异戊二烯。由于在此情况下弹性体能够以更大程度拉伸，因此公式应为： 狭缝长度x杆周长。在以上讨论的实施方案中，流体联接器的各侧既包括固定组件也 包括可动组件。（在第一部分中，杆是固定的，而波紋管形密封件是可 动的；而在第二部分中，挠曲构件是固定的，而提升阀是可动的。）在 使用时，在各侧的固定组件与另一侧上的可动组件配合（即，固定的 杆与可动的提升阀配合，而可动的波紋管与固定的外壳接触）。在流体 联接器一侧上的固定组件与流体联接器另一侧上的可动组件配合的构 型使阀门可靠打开，并且在阀门周围提供密封，即使有较松公差。这 种构型避免可能在具有固定-固定和可动-可动组件配合的构型中出现 的不受控定位的问题。在不受控定位情况下，如果配合的固定-固定组 件不完全接合，例如由于公差问题，配合的可动-可动组件就可能成对 "飘浮"。例如，在美国专利申请10/861,285所述的构型中，在某些 情况下，由于一些因素，如不同压力或不相配的弹簧力，配合的提升 阀可能轴向"飘浮"，导致一个阀门保持关闭。也可将流体联接器设计为易装配型。除了杆22外，杆构件16 还包括后部18和中部20。后部18包括倒钩端24，以允许其连接 到限定装置流动通道的导管（未示出）上。例如，柔韧性管可压挤配 合到倒钩24上。中部允许杆构件连接到第一外壳部分12的肩台 26 (和可能的侧壁27)上。中部20也俘获波紋管型密封件30的 基座56，从而紧靠第一部分12的表面54密封基座56 (图2)。 可使所得第一外壳部分12、波紋管型密封件30和杆构件16的子 组件连接到一起，例如通过压挤配合、超声焊接、基于热（例如热板） 的焊接、旋转焊接、粘合剂等。继而可使此子组件连接到装置的第一 部分上，或者在一些实施方案中可将后部和中部集成到完全装置的其 余部分。可以常规方式将提升阀装配到第二外壳部分中，而将第二外 壳部分装配到装置的第二部分上。在一些情况下，可将第二外壳部分接合到可插入装置的第二部分的贮存器，例如可置换的柔韧性贮存器。 可例如在具有可分离部分的电动牙刷中使用上述流体联接器。一种此类装置显示于图6-6A中，并且描述于以上引用的共同未决的美 国专利申请10/861,285中，其全部乂^开内容以引用方式并入本文。 参考图6，在口腔护理装置100中，流体（例如洁齿剂）在刷牙期间 从牙刷头部102分配。流体流过流体联接器104,流体联接器使包含 流体供给源（未示出）的装置的第二部分与口腔护理装置的第一部分 106中的流动通道（未示出）相连接。流体联接器104包括具有多个 肋110的自由端108,柔韧性袋或其它贮存器可例如通过焊接连接到 自由端。如图6A所示，自由端108从上述流体联接器的第二外壳 部分14延伸。第二外壳部分14联接到第一外壳部分12,第一外 壳部分从口腔护理装置100的第一部分106延伸。流体联接器允许 在洁齿剂耗尽时容易地从装置移除可置换（一次性或可再填充）的贮 存器，而在口腔护理装置的第一部分106的流动通道中没有洁齿剂渗 漏或干涸。例如，如果共用同一柄部的不同人在使用之间交换头部， 流体联接器还允许移除第一部分106进行存储。此外，例如，如果使 用者在贮存器空之前选择使用不同类型的牙骨，流体联接器允许交换 和存储贮存器。例如， 一只牙骨可用于增白，而另一只用于降低敏感 性，或者，喜好不同香味的不同使用者可共用同一个口腔护理装置。 在此情况下，流体联接器防止所移除的贮存器中剩下的牙刷干涸。虽然已对本发明的许多实施方案进行了描述，但是应当理解，在 不背离本发明精神和范围的条件下可以进行各种修改。例如，提升阀可由任何所需弹簧支承阀元件代替，例如球阀、针 形阀、气雾剂阀杆或任何适当成形的柱形、锥形或截头锥形阀杆。此 外，可由任何所需偏压装置使阀元件向闭合位置偏压。例如，可通过 对阀元件的材料预加应力使阀元件偏压，例如伞阀和瓣阀的情况。此外，如果需要，可由单次使用密封代替弹簧支承阀门，例如箔、 塞或在被破坏后不重新密封的其它密封件。此外，在图7所示的另一个实施方案中，省略第二外壳部分14上的挠曲构件34，而第二部分侧上的提升阀由包括狭口阀124的弹 性体波紋管型密封件122覆盖的杆120代替。在将联接器两侧压在 一起时，较大的杆22接合杆120,如上所述。在该实施方案中，密 封由狭口阀和较小杆22的侧壁126之间形成的密封完成。第一外 壳部分12中波紋管型密封件30打开由联接器两个部分压在一起 时杆22对两个狭口阀施加的力完成。如果需要，可提供弹簧或其它 返回元件（未示出），以在两个部分分离时使波紋管型密封件返回到其 正常关闭位置。因此，其它实施方案在以下权利要求的范围之内。 | ||||||
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